一种基于遥感影像的潮汐能资源评估方法技术

本发明专利技术提供了一种基于遥感影像的潮汐能资源评估方法，包括如下步骤：获取预定时刻和/或时间段内目标海岸的多光谱遥感影像数据，提取水边线位置数据并计算得到潮间带数据，生成等水位线图像数据，依托预先制备的海陆一体数字高程DEM数据，将DEM数据和所述水位线图像数据进行叠加分析，计算得到潮差，根据所述预定时间、所述潮差、所述潮间带数据和所述海陆一体数字高程DEM数据计算得到总纳潮量和单位时间内的平均纳潮量，以此评估所述目标海岸的潮汐能资源。本发明专利技术方法摆脱了对潮汐观测站点观测数据的过度依赖，估算成本更低，精度更高，效率更高，时效性和适用性更强。时效性和适用性更强。时效性和适用性更强。

【技术实现步骤摘要】
一种基于遥感影像的潮汐能资源评估方法


[0001]本专利技术涉及潮汐能资源评估
，尤其涉及一种基于遥感影像的潮汐能资源评估方法。

技术介绍

[0002]潮汐能作为一种可再生的清洁能源，除了替代传统不可再生能源外，还具有减少污染损害和温室气体排放的环境受益。为更好地开发利用潮汐能，对我国进行全面系统的潮汐能资源调查、利用潜力评估和分析是十分必要的。但现有的潮汐能资源评估方式大多采用潮汐观测站点进行数据观测和资源评估，虽然应用性广，但是建站成本较高，潮汐站点覆盖范围小，获取的潮汐数据为点状数据，同时由于潮滩范围广、变化频繁、通常缺乏常规的地形测量资料，进而导致估算大范围潮汐能的结果较粗。另一方面，现有的基于遥感影像的潮汐能资源评估方式，通常通过采集海岸潮汐遥感数据进行水边线的提取，计算得到潮间带数据，通过潮间带数据的大小进行潮汐能资源的评估，但是由于各个海岸地点的地貌环境不同，例如海岸坡度、坡向和坡度变化率的不同均会导致相同的纳潮量的较大差异，因此该方法的潮汐能评估结果同样存在误差较大的问题。
[0003]基于以上，本专利技术公开了一种基于遥感影像的潮汐能资源评估方法，实现潮汐能资源高效和精准的评估。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种基于多光谱遥感影像的潮汐能资源评估方法，通过获取预定时刻和/或时间段内目标海岸的多光谱遥感影像数据，提取水边线位置数据并计算得到潮间带数据，生成等水位线图像数据，依托预先制备的海陆一体数字高程DEM数据，将DEM数据和所述水位线图像数据进行叠加分析，计算得到潮差，根据所述预定时间、所述潮差、所述潮间带数据和所述海陆一体数字高程DEM数据计算得到总纳潮量和单位时间内的平均纳潮量，根据所述总纳潮量和所述平均纳潮量评估所述目标海岸的潮汐能资源。本专利技术方法摆脱了对潮汐观测站点观测数据的过度依赖，估算成本更低，精度更高，效率更高，时效性和适用性更强。
[0005]本专利技术具体包含如下步骤：
[0006]获取预定时刻和/或时间段内目标海岸的遥感影像数据，提取所述遥感影像数据的水边线位置数据，所述水边线位置数据包括平均最高潮位数据和平均最低潮位数据；
[0007]通过所述水边线位置数据计算得到潮间带数据，并生成等水位线图像数据；
[0008]获取所述目标海岸的陆地地形数据和海底地形数据，将所述陆地地形数据和所述海底地形数据进数据融合计算，得到所述目标海岸的海陆一体数字高程DEM数据；
[0009]将所述DEM数据和所述水位线图像数据进行叠加分析，计算得到平均最高潮位潮高、平均最低潮位潮高和潮差；
[0010]根据所述预定时间、所述潮差、所述潮间带数据和所述海陆一体数字高程DEM数据
计算得到总纳潮量和单位时间内的平均纳潮量，根据所述总纳潮量和所述平均纳潮量评估所述目标海岸的潮汐能资源。
[0011]进一步地，获取预定时刻和/或时间段内目标海岸的遥感影像数据包括：对所述遥感影像数据进行预处理，所述预处理方式包括像素质量标识码掩膜处理、辐射定标、大气校正、正射校正、几何校正。
[0012]进一步地，提取所述遥感影像数据的水边线位置数据包括如下步骤：
[0013]对所述预处理后影像数据采用归一化水体指数法NDWI提取水体信息；
[0014]对所述水体信息采用Canny边缘检测算法检测水体边缘，得到若干瞬时水边线位置数据；
[0015]将所述瞬时水边线位置数据划分为若干最高潮位数据和若干最低潮位数据，并计算得到平均最高潮位数据和平均最低潮位数据。
[0016]进一步地，对所述预处理后影像数据采用归一化水体指数法 NDWI提取水体信息包括：将通过所述水体信息进行图像二值化处理。
[0017]进一步地，所述潮间带数据包括潮间带宽度和潮间带动态水面面积。
[0018]进一步地，获取所述目标海岸的陆地地形数据和海底地形数据包括：分别对所述目标海岸的陆地地形数据和所述海底地形数据进行重新采样。
[0019]进一步地，获取所述目标海岸的陆地地形数据和海底地形数据包括：对所述陆地地形数据和所述海底地形数据进行预处理，所述预处理方式包括：统一数据格式和基准坐标系、获取相同投影坐标和高程基准。
[0020]进一步地，将所述陆地地形数据和所述海底地形数据进数据融合计算包括：判断所述陆地地形数据和所述海底地形数据是否包含重叠区域，若判断为是，则整合所述重叠区域。
[0021]进一步地，还包括如下步骤：获取若干不同时间段的遥感影像数据，并分别计算所述各时间段的平均纳潮量，生成平均纳潮量时间序列，根据所述平均纳潮量时间序列评估所述目标海岸的潮汐能资源。
[0022]本专利技术实施例提供的技术方案至少带来以下有益技术效果：
[0023]本专利技术提供了一种基于遥感影像的潮汐能资源评估方法，与现有技术相比，摆脱了对潮汐观测站点观测数据的过度依赖，实现了潮汐能随时间变化状况的快速反映，为区域内潮汐能能源的估算降低成本，缩短时间，提高效率；针对地形复杂、潮滩范围广及变化频繁等问题的目标海岸，本专利技术的方法时效性和适用性更强，估算潮汐能更精确。
附图说明
[0024]图1是根据本专利技术实施例提供的一种基于遥感影像的潮汐能资源评估方法流程图；
[0025]图2是根据本专利技术实施例提供的一种海岸线及潮间带横截面的结构示意图；
[0026]图3是根据本专利技术实施例提供的一种目标海岸遥感影像的示意图；
[0027]图4是根据本专利技术实施例提供的一种归一化水体指数法NDWI提取水体信息图像的示意图；
[0028]图5是根据本专利技术实施例提供的一种采用Canny边缘检测算法检测水体边缘图像
的示意图；
[0029]图6是根据本专利技术实施例提供的一种利用遥感图像计算动态水面面积图像的示意图；
[0030]图7是根据本专利技术实施例提供的一种海陆一体数字高程DEM数据与水位线图像数据叠加分析结果的示意图。
具体实施方式
[0031]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例以及实施例中的特征可以相互组合。本专利技术的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如包含了一系列步骤S或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚的列出的那些步骤S或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤S和单元。
[0032]为使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得所有其他实施例，都应当属于本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于遥感影像的潮汐能资源评估方法，其特征在于，包括：获取预定时刻和/或时间段内目标海岸的遥感影像数据，提取所述遥感影像数据的水边线位置数据，所述水边线位置数据包括平均最高潮位数据和平均最低潮位数据；通过所述水边线位置数据计算得到潮间带数据，并生成等水位线图像数据；获取所述目标海岸的陆地地形数据和海底地形数据，将所述陆地地形数据和所述海底地形数据进数据融合计算，得到所述目标海岸的海陆一体数字高程DEM数据，所述海陆一体数字高程DEM数据包括所述潮间带的坡度、坡向及坡度变化率；将所述海陆一体数字高程DEM数据和所述水位线图像数据进行叠加分析，计算得到平均最高潮位潮高、平均最低潮位潮高和潮差；根据所述预定时间、所述潮差、所述潮间带数据和所述海陆一体数字高程DEM数据计算得到总纳潮量和单位时间内的平均纳潮量，根据所述总纳潮量和所述平均纳潮量评估所述目标海岸的潮汐能资源。2.根据权利要求1所述的一种利用遥感影像估算潮汐能的方法，其特征在于，获取预定时刻和/或时间段内目标海岸的遥感影像数据包括：对所述遥感影像数据进行预处理，所述预处理方式包括像素质量标识码掩膜处理、辐射定标、大气校正、正射校正、几何校正。3.根据权利要求1所述的一种利用遥感影像估算潮汐能的方法，其特征在于，提取所述遥感影像数据的水边线位置数据包括如下步骤：对所述预处理后影像数据采用归一化水体指数法NDWI提取水体信息；对所述水体信息采用Canny边缘检测算法检测水体边缘，得到若干瞬时水边线位置数据；将所述瞬时水边...

【专利技术属性】
技术研发人员：何剑锋，张稳，邹妤阳，李程，庄大方，
申请(专利权)人：中国科学院大气物理研究所，
类型：发明
国别省市：